工程独立坐标系的建立方法研究

本文详细地介绍了建立工程独立坐标系所需的工程椭球构建模型及国家坐标系到工程独立坐标系的换算模型;设计了相应的工程独立坐标系计算软件,并采用某高速铁路客运专线实测数据进行了分析计算。     

城市独立坐标系下似中央子午线的确定

在城市进行GPS网的平差时,需知道当地城市独立坐标系统的中央子午线等参数,而各城市独立坐标系统参数一般不公开,这给GPS网平差带来困难。提出一种求解城市独立坐标系统近似中央子午线的方法,该方法可完成从WGS84成果到城市独立坐标成果的转换,对工程施工应用有参考价值。实例计算表明,根据似中央子午线等参数得到的结果,与实际中央子午线的计算结果一致。     

高海拔地区铁路施工控制网的建立

研究目的:在高海拔地区的铁路控制测量中,控制网的边长将产生较大的长度投影变形,在这个区域如果采用国家坐标系建立控制网,其长度变形不能满足铁路施工控制网精度要求,这会对线路施工放样及隧道贯通测量等工作造成比较大的影响.因此合理评价及处理长度投影变形对坐标成果的影响,建立适合高海拔地区的铁路施工控制网,已成为这个区域工程控制测量的一项重要内容.研究结论:在高海拔地区铁路施工控制测量中,长度变形主要是以高程归算变形为主,所以选择"抵偿高程面"作为投影面,按正形投影3°带建立独立坐标系应该是最佳选择.该方法换算简便,而且换系后的新坐标与原国家统一坐标系的坐标十分接近,有利于测区内外之间的联系.如果线路东西向跨度比较大,而且测区中心离中央子午线比较远时,应该考虑"选择任意投影带"或其它方法.     

高海拔地区铁路施工控制网的建立

研究目的：在高海拔地区的铁路控制测量中，控制网的边长将产生较大的长度投影变形，在这个区域如果采用国家坐标系建立控制网，其长度变形不能满足铁路施工控制网精度要求，这会对线路施工放样及隧道贯通测量等工作造成比较大的影响。因此合理评价及处理长度投影变形对坐标成果的影响，建立适合高海拔地区的铁路施工控制网，已成为这个区域工程控制测量的一项重要内容。研究结论：在高海拔地区铁路施工控制测量中，长度变形主要是以高程归算变形为主，所以选择“抵偿高程面”作为投影面，按正形投影3°带建立独立坐标系应该是最佳选择。该方法换算简便，而且换系后的新坐标与原国家统一坐标系的坐标十分接近，有利于测区内外之间的联系。如果线路东西向跨度比较大，而且测区中心离中央子午线比较远时，应该考虑“选择任意投影带”或其它方法。     

高斯投影变形对高速铁路线路设计的影响

研究目的:我国高速铁路工程测量平面坐标系采用工程独立坐标系统,投影方式为高斯投影。通常把高速铁路平面坐标系划分为若干个投影分带,以满足投影长度的变形值不大于10 mm/km的要求。大家普遍认为高斯投影后角度不变,但在高速铁路线路设计中却发现高斯投影可引起相邻投影带间的角度变形。需要研究此问题对高速铁路线路设计的影响,并提出相应的解决办法和建议。研究结论:高斯投影在不同中央子午线的坐标投影带间会产生角度变形,对高速铁路线路设计产生不利影响,特别是高速铁路直线边较长,此影响不能忽视;可以通过优化工程独立坐标投影分带的位置、控制相邻投影带间中央子午线的跨度及角度变形值的大小等办法来减小对高速铁路线路设计的影响;应积极开展工程测量投影模型和计算方法研究,最终实现一个项目不换带或少换带的目的。     

隧道独立控制网建立的方法

针对某长大隧道洞外控制网的边长投影变形和控制网外附核精度,将两种方法相结合建立独立坐标系,即以平均高程面作为投影面、隧道中部子午线作为中央子午线来减弱长度变形,使用一点一方向方法提高隧道外控网的精度,取得了显著效果。     

地方独立坐标系与WGS-84坐标系转换方法及应用

根据n(n≥3)个点的地方独立坐标及对应的WGS-84坐标,结合平面坐标转换模型、布尔莎模型和三维坐标差转换模型,完成了地方独立坐标系与WGS-84坐标系转换参数的计算。基于该转换模型,利用Google Earth COM API、LibKML等开发接口,完成了AutoCAD数字地形图数据到Google Earth上的三维表示。     

高速铁路坐标系搭接与线路设计

研究目的:在部分高速铁路工程独立坐标系搭接区域,由于坐标系设计及线路设计不当产生了线路中线无法平顺衔接的问题。本文通过比较分析,提出了产生原因及解决方案,对高速铁路坐标系设计及线路设计具有一定的指导意义。研究结论:通过对坐标系搭接区域出现问题的分析,得出如下结论:在坐标系设计时,应控制相邻两个坐标系投影变形之差;在线路设计时,应正确选用坐标系换带后控制点;在坐标转换时,相同的控制点在不同坐标系下应使用坐标换带方法转换。     

客运专线施工坐标系设计方案的研究

研究目的:为了实现高速度、高舒适度、高安全性的目标,客运专线对影响铁路平顺性的轨道几何尺寸和 定位精度,提出了较高的标准要求。客运专线施工坐标系,作为铁路线路勘测、设计、施工、运营和养护维修的测 量定位基准系统,其设计方案是否合理,投影变形是否能够得到有效控制,将对铁路工程建设质鼍产生直接影 响。传统的Ⅰ级铁路直接采用国家统一3°带坐标系,作为铁路线路施工坐标系的方案,已经不适应客运专线建 设标准的要求。本文研究的目的是设计并合理选定客运专线施工坐标系方案,有效控制投影变形对工程的影 响,以保证工程建设顺利实施和工程质量。 研究方法:本文通过对投影变形的基本原理、主要特征以及满足客运专线2．5 cm／km投影变形要求的区域 变化趋势分析,研讨了以铁路线路变坡点的国家统-3°带坐标和路肩设计高程为基本参数,设计客运专线施工 坐标系的方法。 研究结果:研究得出了在铁路线路ym-Hm断面趋势不同的条件下,客运专线线路施工坐标直接采用国家统 -3°带高斯正形投影平面直角坐标系,或设计采用抵偿投影面的3°带高斯正形投影平面直角坐标系、任意带 高斯正形投影平面直角坐标系、具有抵偿高程面的任意带高斯正形投影平面直角坐标系四种设计方案。 研究结论:研究得出的客运专线线路施工坐标系方案,达到了有效控制了投影变形对客运专线工程影响的 目的。     

某段缅甸铁路独立坐标系投影方式的选择

结合缅甸铁路独立坐标系的建立过程,详细比较了UTM投影与高斯-克吕格投影的异同点,对两种投影变形进行了分析.其中,着重对在独立坐标系设计过程中两种不同投影下的设计数据进行了对比,最终选定出了最合适的投影方式.     

桥上无砟轨道结构形式对无缝道岔的影响分析

介绍桥上无缝道岔轨下基础“门”形筋混凝土道床、带限凸台道床板、底座纵连式道岔板5种无砟轨道结构。建立桥上3种无砟轨道结构的无缝道岔模型,提出计算参数,分析3种无砟轨道结构对桥上无缝道岔受力和变形影响,并进行计算。计算结果表明,桥上底座纵连式无砟轨道结构无缝道岔与桥梁的纵向相互作用力较小,是一种受力较为合理的结构形式。     

基于贝叶斯网络的驼峰超速连挂事故分析

针对驼峰超速连挂事故进行分析。分析对事故有重要影响的线路、调速设备和车辆等因素,考虑到贝叶斯网络能较好解决不确定性问题以及可以双向推理的特点,建立驼峰超速连挂事故树,并将其转化成贝叶斯网络,计算顶上事件的发生概率以及基本事件的后验概率。结果表明,超速连挂事故的主要影响因素为线路纵断面、调速设备制动能力以及新型重载车辆三方面。进一步考虑新型重载车辆的共因失效问题,建立贝叶斯共因失效混合网络,计算并分析新型重载车辆对超速连挂事故的影响程度以及对既有驼峰的适应性。     

我国铁路客车空调研究领域急需引入人工神经网络

分析了我国铁路客车空调存在的问题和人工神经网络（ANN）在系统仿真、负荷预测、能量管理、故障诊断、系统辨识控制等方面的优势，综述了ANN在暖通空调（HVAC）中的应用及发展状况，阐述了我国铁路客车空调研究领域引入ANN的必要性和紧迫性。     

基于轮廓特征拐点的遮挡车辆分离方法研究

遮挡是智能交通系统中车辆检测、跟踪和识别时较难解决的问题之一.本文主要针对智能交通系统中车辆之间的遮挡,以车辆常用的矩形模板为先验知识,首先对存在车辆遮挡的连通区域提取边缘轮廓,然后获取轮廓上的4类特征拐点,最后采用本文提出的基于轮廓特征拐点的车辆分离算法,将相互遮挡的车辆分离开来,便于后续对车辆的跟踪、匹配等处理.实验结果表明,本文提出的算法具有有效性、可行性和良好的应用前景.     

电力机车防寒设计探讨

分析我国高寒地区机车的运用状况,指出电力机车在低温环境下所面临的问题,并从机车的低温试验、关键部件、相关材料以及防寒加热等方面,提出电力机车防寒设计的技术措施。     

日本上越新干线列车脱轨事故探究

日本新县中越地区于2004年10月23日发生里氏6.8级浅层直下型地震,地震引起线路剧烈横向晃动和上下起伏震动,导致列车脱轨。在新干线沿线加大地震早期检测预报系统布设密度,研究新的地震波检测方法以及地震预报技术和装置。研究和试验L型防脱轨护轮轨,并对鱼尾板进行加厚改造。在转向架上安装振动加速度检测仪,提高制动反应速度。在转向架轴箱下面安装反L型车辆导向装置,车辆脱轨后,导向装置会钩住钢轨,防止车辆过远偏离轨道溜逸。用厚钢板包覆桥墩、向桥裂缝灌注树脂和用碳纤维布等方法对桥梁进行加固。通过对列车脱轨事故分析和采取的对策,为我国铁路建设提供参考和借鉴。     

隧道地质超前预报方法的探讨和研究

研究目的:通过隧道地质超前预报,掌握掌子面前方地质信息,为施工单位优化施工方案、安全科学施工、提高施工效率、缩短施工周期等提供依据,为预防隧道塌方、突水、突泥、突气等可能形成的灾害性等事故及时提供信息,具有重大的社会效益和经济效益。研究方法:本文以作者在八盘岭隧道和长梁山隧道地质超前预报的亲身经历为背景,着重介绍了隧道地质超前预报在我国铁路、公路、城市轨道交通等工程的长大隧道施工中的重要作用和研究的重大意义。研究结果:本文系统地分析和归纳总结了隧道地质超前预报的前期准备工作、地质超前预报目的及内容、预报的各种方法、预报成果的输出形式和方式、预报时间安排和过程、探讨和研究的结论等,侧重介绍了地质超前预报的各种方法。研究结论:地质超前预报是隧道施工的一个重要环节,应纳入施工工序,可以指导施工,为隧道施工提供科学依据。     

基于GIS的铁路信息化建设的探讨

介绍了地理信息系统的概念及特点，分析了数字化铁路和理念，阐述了地理信息系统与铁路信息化的关系，最后介绍了地理信息系统在铁路设施及资产的管理，物流与客流的监控，客货运营销以及运输安全与救援决策等方面的应用。     

基于多家乡技术的列车移动网络研究

针对在移动列车等公共交通工具上为乘客提供高速无缝的互联网接入服务的问题,本文对列车移动网络的自身特征以及所处无线网络环境进行分析,并建立一种基于多家乡技术的列车移动网络系统.构建具有多种无线外部接口和有线/无线内部接口的移动路由器,通过策略配置和网络状态实时监测,实现在多个不同类型的外部无线接口上进行流量分配和负载均衡的机制.提出一种基于自主选举方式的最佳移动路由器推举方法,通过分布式的协议消息交互推举出最佳移动路由器,保证了多个移动路由器的有效协同工作.仿真试验表明,本文提出的方案能够有效提高列车移动网络的总体可用带宽,降低列车运行所引起的数据传输速率抖动,增强网络连接的稳定性和可靠性.     

列车曲线上制动时的安全性分析

为分析列车在曲线轨道上制动时车钩偏角对车辆运行安全性的影响,建立了前后两节车辆之间的连挂关系,导出车钩偏角随轨道曲线半径、车辆长度和车钩长度的关系,通过求解3节车辆的中间车辆车体的通用载荷方程,导出车辆前后心盘所受的横向载荷.运用多体动力学方法,建立3节车辆的动力学模型,分析前中后不同车辆长度下中间车辆的运行安全性.分析结果显示:列车在曲线轨道上制动时,轨道曲线半径与不同长度的车辆连挂方式对心盘处的横向力影响较大;重车条件下,车辆的连挂方式主要影响车辆对轨道的作用力;空车条件下,车辆的连挂方式会影响车辆的运行安全性.